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活性炭小試炭化爐是如何進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的？
發(fā)布時(shí)間：2025-09-26 點(diǎn)擊次數(shù)：11次
活性炭小試炭化爐的核心結(jié)構(gòu)由爐體、加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、氣體通入與排放系統(tǒng)四大模塊構(gòu)成，各模塊協(xié)同實(shí)現(xiàn)炭化。
爐體：采用耐高溫、耐腐蝕材料(如優(yōu)質(zhì)型鋼、氧化鋁多晶纖維)制成，承受炭化過(guò)程中800-1000℃高溫及腐蝕性氣體。部分爐型(如旋轉(zhuǎn)管式爐)采用雙層殼體結(jié)構(gòu)，外層裝風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)快速升降溫，表面溫度低，安全性高。
加熱系統(tǒng)：以電加熱為主，部分爐型(如流態(tài)化爐)初期用重油預(yù)熱，后續(xù)依賴(lài)原料熱解氣體燃燒供熱。加熱系統(tǒng)需準(zhǔn)確控制溫度，確保炭化反應(yīng)均勻。
氣體通入與排放系統(tǒng)：進(jìn)氣端用流量計(jì)準(zhǔn)確控制活化氣體(如水蒸氣、CO?)流量，排氣端通過(guò)旋風(fēng)分離器捕集炭化物，廢氣經(jīng)凈化后可作為干燥原料的熱源，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)。
活性炭小試炭化爐的工作原理基于干餾炭化與多相反應(yīng)的雙重機(jī)制：
干餾炭化階段：
原料(如木屑、椰子殼)在隔絕空氣條件下加熱至160-280℃，半纖維素分解為CO?、CO和醋酸，木質(zhì)素?zé)峤馍杉状?、木焦油等液體產(chǎn)物及甲烷、乙烯等可燃?xì)怏w。
氣體通過(guò)回?zé)煿艿垒斎霠t底燃燒，實(shí)現(xiàn)二次加熱，使?fàn)t溫升至600-800℃，完成干餾成炭。例如，立式多槽炭化爐通過(guò)煙道曲折上升設(shè)計(jì)，將熱量間接傳給物料，炭化時(shí)間4-8小時(shí)。
多相反應(yīng)階段：
炭化料與活化氣體(如水蒸氣)在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)：
C + 2H?O → 2H? + CO?(吸熱18kcal)
C + H?O → H? + CO(吸熱31kcal)
反應(yīng)生成的CO、H?等氣體通過(guò)碳的氣化反應(yīng)(“燒失”)在炭粒中造孔，形成發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，提升活性炭比表面積。
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